2016年6月份生物谷推荐的干细胞研究

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即将过去的6月份，有哪些重大的干细胞研究或发现呢？生物谷小编梳理了一下这个月生物谷报道的干细胞方面的新闻，供大家阅读。4 Z2 E/ n0 E2 T1 A: p. I
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1. 更安全更快速的再生医学策略：利用直接重编程改变细胞身份
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* q- z5 N$ K, a  [2 u! f在死亡之前，已变成皮肤细胞的细胞仍然是皮肤细胞。在过去十年，明显的是，细胞身份并不是一成不变的，它能够通过激活特异性的遗传程序而得以重写。如今，再生医学领域面临着一个问题：这种重写应当采取常规方法，即成熟细胞首先转化回干细胞，或者如果可行的话，采取一种更加直接的方法？3 a; S+ d/ M. ?# r  t/ F' F
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术语“终末分化（terminally differentiated）”概述了一种旧的观念---皮肤细胞、肌肉细胞或其他的成熟细胞不能够经过诱导而获得一种显著不同的命运。十年前，这种观念开始摇摇欲坠，这是因为那年日本京都大学细胞生物学家山中伸弥（Shinya Yamanaka）证实导入几个基因能够将成年的成纤维细胞（结缔组织）转化为诱导性多能干细胞（iPS细胞）[1]。类似于胚胎干细胞，iPS细胞能够分化为任何一种类型的细胞，这一性质被称作为多能性。不同于胚胎干细胞---它们必需从人胚胎中收集，因此面临着而巨大的政治负担---的是，iPS细胞也能够无限量地增殖。
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( j- T. X* U8 d8 Z仅仅在山中伸弥的发现---这一发现让他赢取2012年诺贝尔生理学或医学奖---几年后，研究人员就已开始发现改变细胞类型的捷径，他们称之为“直接重编程”，即一种类型的成熟细胞经诱导后能够直接变成另一种类型的成熟细胞，而不需要借助产生iPS细胞这一中间阶段。研究人员已了解到如何将皮肤细胞转化为神经元或心脏细胞，如何将胃细胞转化为分泌胰岛素的β细胞。利用直接重编程产生神经元的德国美因兹古藤堡大学科学家Benedikt Berninger说，“就在你的眼前观察这些细胞改变它们的身份是非常神奇的。”
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相对于对iPS细胞的研究，对直接重编程的研究还处于更加初始的阶段，但是它正激发人们对再生医学的兴趣。直接重编程的细胞可能比通过iPS细胞中间阶段产生的细胞更加安全，这是因为后者可能含有多能性细胞而具有与肿瘤细胞一样的广泛增殖能力，这会使得它们潜在地导致癌症产生。+ Y, S0 P8 e6 a1 C" x! e4 K9 x% U$ u
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基于iPS细胞的临床介入必需谨慎地开展以便确保没有多能性细胞与完全成熟的细胞一起移植。瑞典隆德大学神经生物学家Malin Parmar---希望利用直接重编程逆转帕金森病患者大脑中的神经元丢失---说，“风险就是你可能失去对这些细胞的控制，它们在移植后开始不受控制地增殖。但是，如果你绕过iPS细胞产生阶段，那么它更加快速和潜在地更加安全。”
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2. 这十年，诱导多能干细胞如何改变整个世界？! f( m$ w+ b8 u2 P2 B

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诱导多能干细胞被期望可以带来一场医学革命，但在其发现十年后，诱导多能干细胞慢慢开始转变为生物学研究；日本京都大学(Kyoto University)的科学家山中伸弥(Shinya Yamanaka)曾因将成体细胞重编程为胚胎样状态而获得诺贝尔生理学及医学奖，有一天当他的学生Kazutoshi Takahashi告诉他，我们发现了新的克隆时，他从桌子上一跃而起，随后跟着他的学生Takahashi来到组织培养室；在显微镜下山中伸弥看到了一小群细胞，这是他们经过5年辛勤研究的工作成果。) I3 W0 g1 w& v' b1 z6 U! S7 [. L

2 r" t% N+ c' Z6 n3 ]这些诱导多能干细胞被认为是再生医学研究领域的福音，研究者利用个体的皮肤、血液或其它细胞，对其进行重编程就可以获取诱导多能干细胞，随后利用这些干细胞使其转变成为肝脏细胞、神经元细胞或者任何一种治疗疾病所需要的细胞，这种个体化的疗法或可有效避免免疫排斥的风险，同时还可以回避一些伦理性的问题。
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- D$ p* A( f9 K2 y3 |) Y0 A10年过去了，研究者们的最初的目标也发生了改变，部分是因为开发相应的治疗手段具有一定的挑战性，而且2015年利用iPS细胞进行的唯一一个临床试验也被叫停了，自此仅有1人接受过这样的疗法治疗。但iPS细胞还可以以其它方式来发挥作用，其可以作为一种重要的工具来模拟并且调查人类疾病，同时也可以进行药物的筛查。
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2 G" M  ?" E4 z( H) v" J0 T, j3. Cell Stem Cell：开发出在体外长期培养成体干细胞的方法8 `: C$ F% j, b8 a: `

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# Z& D3 S9 ?9 N7 z  I5 f! g在一项新的研究中，来自美国麻省总医院（MGH）等机构的研究人员开发出的一种新方法可能引发成体干细胞培养领域变革。研究人员描述了获得来自在日常治疗肺部疾病期间收集的各种组织样品中的气道干细胞（airway stem cell），并对它们进行增殖。这种方法似乎也可用于几种其他的组织，如皮肤、胃肠道内壁和生殖道。相关研究结果于2016年6月16日在线发表在Cell Stem Cell期刊上，论文标题为“Dual SMAD Signaling Inhibition Enables Long-Term Expansion of Diverse Epithelial Basal Cells”。3 E: n* c0 o3 l( \
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在这项研究中，研究人员研究了抑制SMAD通路是否能够通过阻断体外培养的成体干细胞分化而促进它们增殖。在一系列实验中，他们首先证实TGF-β/BMP和SMAD信号通路在已分化的细胞中是有活性的，但在成体干细胞中是没有活性的。在发现阻断SMAD信号通路能够阻断小鼠气道干细胞分化后，他们发现同时阻断TGF-β/BMP和SMAD信号通路允许气道干细胞增殖很多代。他们能够从支气管镜检（bronchoscopy）时采集的样品中获得人气道干细胞。引人注目的是，他们也成功地从一些痰液样品---咳嗽时从呼吸道排除的液体---中获得人气道干细胞并对它们进行维持。: d5 P( e% u3 c; [, q4 ]3 r. l5 I& Y

  ^6 R3 p4 m% g+ m研究人员发现这一方法也可用于很多组织，包括皮肤、食道和乳腺等。（Cell Stem Cell, doi:10.1016/j.stem.2016.05.012）
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4. Cell：什么？肠道细菌代谢物抑制肠道干细胞增殖3 a6 a, H! {* m% A
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- R4 [  B; O6 b肠道干细胞是身体中最为快速分裂的细胞之一，忙于产生新的肠道细胞来替换持续被丢弃的肠道细胞。但是不同于体内其他地方的干细胞，肠道干细胞隐藏在肠道隐窝中。$ u5 x8 K# e; A/ q7 r$ j$ D
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如今，在一项新的研究中，来自美国华盛顿大学圣路易斯医学院的研究人员发现肠道干细胞位于肠道的“口袋（编者注：肠道隐窝）”中，从而避免接触生活在肠道中的有益细菌大量制造的一种代谢物。这种代谢物---丁酸---限制肠道干细胞增殖，从而潜在地抑制肠道在遭受急性损伤或者因炎症性肠病（如克罗恩病和结肠炎）遭受损害后自我修复。相关研究结果于2016年6月2日在线发表在Cell期刊上，论文标题为“The Colonic Crypt Protects Stem Cells from Microbiota-Derived Metabolites”。* o, `* }  D0 `/ A! k- q, B
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研究人员证实正常情形下，肠道内壁中的被称作利氏肠腺隐窝（crypt of Lieberkuhn）的微小口袋让肠道干细胞免受丁酸的损害。但是，当肠道遭受破坏时，丁酸能够接触到这些干细胞，并限制它们的增殖。（Cell, doi:10.1016/j.cell.2016.05.018）. v* V* \8 o5 c

5 ~& T$ k* J; D% k! I5. Cell Stem Cell：首次在肝脏内将导致肝病的细胞转化为功能性的肝细胞) n3 V! L% y7 J8 F/ E4 f

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& e% g: N% Q8 C+ k% F干细胞研究取得的进展使得在实验室培养皿中能够将病人的皮肤细胞转化为心脏细胞、肾脏细胞和肝细胞等，这就给科学家们提供希望：有朝一日，这些细胞能够替换器官移植用于治疗器官衰竭病人。但是将这些细胞成功地移植到病人的功能衰竭的器官中仍然是一个重要的临床挑战。) b7 j# g: z  s. G. l2 x
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如今，来自美国加州大学旧金山分校和德国海德堡大学医院的研究人员在小鼠体内证实在肝脏内产生健康的新的肝细胞是可能的，这就使得细胞移植是不必要的。更重要的是，他们是将肝脏内导致肝病的细胞（即肌成纤维细胞）转化为健康的新的肝细胞，因而同时降低肝脏损伤和改善肝脏功能。论文通信作者、加州大学旧金山分校外科教授Holger Willenbring说，这一方法采用一种已在利用肝脏靶向基因疗法治疗病人中获得早期验证的病毒基因运送技术，这提示着它可能很容易进行临床转化，用于治疗肝病患者。相关研究结果发表在2016年6月2日那期Cell Stem Cell期刊上，论文标题为“In Vivo Hepatic Reprogramming of Myofibroblasts with AAV Vectors as a Therapeutic Strategy for Liver Fibrosis”。" Y% e1 W, T( J  A3 w( I+ H
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之前的研究已鉴定出基因调节蛋白混合物能够将其他类型的细胞转化为肝细胞，但是研究人员需要一种方法将这些指令运送到肌成纤维细胞中。在多年的研究后，研究人员鉴定出一种腺相关病毒（adeno-associated virus, AAV）亚型AAV6能够特异地感染肌成纤维细胞。因此，研究人员着重关注AAV，这是因为已证实它在早前的人基因疗法临床试验中是安全的和有效的。
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研究人员说，在培养皿中，这种病毒方法也高效地将人肌成纤维细胞转化为功能性的肝细胞，但是还需要开展更多研究以便让这种方法也能用于病人体内。特别地，Willenbring实验室正在努力将这种方法中所使用的混合物包装到单个病毒中，以便降低潜在的副作用和简化临床开发。该实验室也正在努力将让AAV6病毒对肌成纤维细胞的特异性变得更强，这是因为在当前的这项研究中，该病毒也能够感染肌细胞和免疫系统中的一些细胞，不过不能将它们转化为肝细胞，而且也不会明显地影响它们的功能。（Cell Stem Cell, doi:10.1016/j.stem.2016.05.005）! i( f* @4 e7 x
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6. Cell Stem Cell：揭示利用ADAR1基因编辑系统产生白血病干细胞机制* e1 G" i7 F8 O( W+ Q

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3 B) Y7 U: W" D肿瘤干细胞就像僵尸---即便肿瘤被破坏，它们也能够不断产生。这些细胞具有无限的自我再生能力，制造更多的肿瘤干细胞和更多的肿瘤。如今，在一项新的研究中，来自美国加州大学圣地亚哥分校等机构的研究人员揭示出前白血病白细胞前体（pre-leukemic white blood cell precursor）如何变成白血病干细胞（一种肿瘤干细胞）。这项研究利用人细胞确定了RNA编辑酶ADAR1在白血病中发挥的作用，并且找到一种阻止它的方法。相关研究结果于2016年6月9日在线发表在Cell Stem Cell期刊上，论文标题为“ADAR1 Activation Drives Leukemia Stem Cell Self-Renewal by Impairing Let-7 Biogenesis”。
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  t4 {; c, Z% q- I; ^! s! Z% s在这项研究中，酶ADAR1能够对微RNA（microRNA, miRNA）序列进行编辑。通过仅仅将一种miRNA中的一个碱基交换为另一个碱基，ADAR1能够改变细胞利用这种精心打造的系统控制哪些基因在哪些时间开启或关闭。. x5 V8 ~* K3 D: n+ w% ]) f9 F
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已知ADAR1促进癌症发展和产生耐药性。在这项研究中，Jamieson团队利用人急性转化期（blast crisis）慢性粒细胞白血病（chronic myeloid leukemia, CML）干细胞和接种这些细胞的小鼠，确定了ADAR1在控制白血病干细胞中的作用。
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( b. S+ B# k6 X9 Z+ L/ R+ V研究人员发现一系列分子事件。首先，携带促进白血病的基因突变的白细胞变得对炎性信号更加敏感。这种炎性反应激活ADAR1。接着，高度活化的ADAR1编辑系统对被称作let-7的miRNA进行编辑。最终，这种活性增加细胞再生或者说自我更新的能力，将白细胞前体转化为白血病干细胞。白血病干细胞促进一种侵袭性的耐药性的急性转化期CML产生。 在了解ADAR1编辑系统如何工作后，Jamieson团队寻找一种阻止它的方法。通过利用小分子化合物抑制对炎性信号的敏感性或抑制ADAR1，研究人员能够抵消ADAR1对白血病干细胞自我更新的影响，因而能够恢复let-7的作用。当利用一种被称作8-Aza的小分子对急性转化期CML干细胞处理时，相比于未经处理的CML干细胞，这些细胞的自我更新能力下降了大约40%。（Cell Stem Cell, doi:10.1016/j.stem.2016.05.004）
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# A" G1 f/ H4 t" T- Z. ], Z7. Stroke：干细胞疗法可有效治疗中风
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患有中风的患者在经过向大脑中注射干细胞治疗，能够明显地提高其讲话能力、身体强度以及行动力。其中一些患者甚至能够重新行走。2 w3 p: k+ a- [. a

6 p; L- j$ w# E% |5 }5 T) w这一临床试验的成功意味着我们低估了大脑自愈的能力，也许有一天这种疗法能够使大脑重新恢复功能。
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3 U  f8 B' A- t. z0 |  ?"一位71岁的老年女性在治疗开始前仅仅能够活动左手大拇指"，该研究的首席研究员，来自斯坦福大学的神经科医生Gary Steinberg说道："如今她能够行走以及将手举过头顶"。
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这是第二次通过向脑部注射干细胞使得大脑恢复功能的临床试验。去年英国的一项相似的临床试验也获得了成功。. q& X2 f/ |( o: S- B2 G* h1 V0 R
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虽然研究人员仅仅对18名患者进行了治疗，但这些患者经过治疗后病情全部发生了明显的改善，其中有7名患者改善幅度显著。& m) z# ?3 j" z' J1 l
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在治疗前后，研究者们分别检测了他们的活动能力，评分从1到100。他们发现，所有患者在经历了治疗后活动能力平均提高了11.4%。这意味着该疗法能够有效提高患者的生活质量。（Stroke, doi: 10.1161/STROKEAHA.116.012995）
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8. Nature：靶向攻击p53和c-MYC可选择性清除白血病干细胞& r' g) M. Z8 j  B+ J: X

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1 O  ?5 I8 ~" s在一项新的研究中，来自英国格拉斯哥大学、曼彻斯特大学和澳大利亚墨尔本大学的一个跨学科研究团队揭示出慢性粒细胞白血病（chronic myeloid leukaemia, CML）的阿喀琉斯之踵（即致命弱点），并且发现在小鼠体内成功地靶向攻击这种弱点和根除这种疾病的药物。相关研究结果于2016年6月8日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Dual targeting of p53 and c-MYC selectively eliminates leukaemic stem cells”。该团队在6年多的时间里一直在开展这项研究。
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! [/ ^3 j2 {' r7 v- U8 ?, C这项研究分析了慢性粒细胞白血病干细胞（CML干细胞，是一种肿瘤干细胞）和正常的造血干细胞，发现两种蛋白是CML干细胞存活的关键。研究人员随后开发出一种药物组合，这种组合同时靶向作用于这两种关键性的蛋白，杀死这些肿瘤干细胞，同时在很大程度上不会伤害正常的造血干细胞。4 \) Y$ [; r5 ]! b8 L- G6 c' V
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这个由格拉斯哥大学教授Tessa Holyoake和曼彻斯特大学教授Tony Whetton领导的跨学科研究团队利用一系列技术证实这两种蛋白（p53和c-Myc）在CML中发挥关口控制器的作用。
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依据精准医疗的概念（合适的药物在合适的时间在病人体内发挥合适的效果），研究人员利用CML的这种关键性的弱点，设计出一种新的治疗方法。利用移植到小鼠体内的CML干细胞开展研究，研究人员证实靶向这两种蛋白的药物组合杀死这些导致白血病的CML干细胞，有效地根除这种疾病。（Nature, doi:10.1038/nature18288）
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9. Nat Biotechnol：新方法有望让造血干细胞移植更加安全
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1 n# v* Z- A) p0 `. \% n# h- j5 G哈佛大学干细胞研究所（HSCI）的科学家们朝开发出一种让骨髓---造血干细胞---移植更加安全的方法迈出了第一步，也因此能够让数百万患有镰状细胞贫血、地中海贫血和艾滋病等血液疾病的人更加广泛地采用这种疗法。
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; _# B) K1 O1 T3 A在一项新的研究中，来自哈佛大学、麻省总医院（MGH）、波士顿儿童医院和达纳法伯癌症研究所的研究人员利用抗体特异性地靶向小鼠体内的造血干细胞，开发出一种无毒的移植方法。他们希望这一方法将使得造血干细胞移植对患者的毒性更少。相关研究结果于2016年6月6日在线发表在Nature Biotechnology期刊上，论文标题为“Non-genotoxic conditioning for hematopoietic stem cell transplantation using a hematopoietic-cell-specific internalizing immunotoxin”。1 \) t/ G" T0 i! D( u  [' M* k

  V* }% c5 R. _- b' Q* }; E作为免疫系统的一部分，抗体天然地寻找和破坏体内的外源物质。论文第一作者和Scadden实验室博士后研究员Rahul Palchaudhuri将CD45靶向抗体与只破坏现存的血细胞的装载物（皂草素）装备在一起。这种皂草素通过不同于当前标准疗法的作用方式杀死血细胞。
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+ B2 s, P, q/ M0 t: A不同于化疗和放疗---不加区别地对细胞和组织（不论是健康的，还是患病的）造成损伤，CD45靶向抗体不会对胸腺和骨髓---在T细胞和先天性免疫细胞形成中起着至关重要作用的地方---造成伤害。接受这种抗体治疗的小鼠能够抵抗对接受放疗的小鼠而言是致命性的感染。当前，移植后感染是经常发生的，而且可能比较严重，也因此造成相当数量的患者死亡。
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/ ^. `& w9 X5 y, f: W  {6 A3 V1 u$ ]接受这种抗体治疗的小鼠有10天的窗口期接受骨髓移植，而且没有接受骨髓移植的个别小鼠能够完全康复，没有副作用。再者，利用这种抗体方法进行处理后对患有镰状细胞贫血的小鼠成功地进行移植，能够治愈它们的贫血症。如果这也适用于人类的话，那么住院进行几个月的康复就可能被一种门诊手术取代，而且移植即便失败也不会是致命的。（Nature Biotechnology, doi:10.1038/nbt.3584）% @! E5 `) q# _8 h! \

3 x6 ^. f* f" X# Y10. Stem Cells：脐带血干细胞有望治疗异位性皮肤炎
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  v& l6 E& \0 m6 j7 C( F3 J在一项新的临床研究中，来自韩国首尔大学和釜山大学的研究人员指出利用来自脐带血的干细胞进行治疗可能是一种有效的方法来治疗中重度湿疹或者说异位性皮肤炎。相关研究结果于2016年6月3日在线发表在Stem Cells期刊上，论文标题为“Clinical Trial of Human Umbilical Cord Blood-derived Stem Cells for the Treatment of Moderate-to-Severe Atopic Dermatitis: Phase I/IIa Studies”。
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5 u( r3 S, X: t9 i" L8 V9 l4 P在这项临床试验中，34名病人被随机地分配接受低剂量或高剂量脐带血干细胞皮下注射。在第12周，55%接受高剂量注射的病人的湿疹面积与严重度指数（eczema area and severity index, EASI）下降50%。异位性皮肤炎的免疫相关标志物水平也显著下降。
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“这项研究是首项研究证实患有中重度异位性皮肤炎的病人对源自脐带血的干细胞治疗作出反应”，论文通信作者Tae-Yoon Kim博士说，“对病人进行单一的干细胞治疗导致在整个12周的随访期内疾病症状显著和持久地改善。”（Stem Cells, doi:10.1002/stem.2401）% r) {% b" s' b5 e

# Z. j# a; k; L, ?, _& D# `11. Nat Commun:新研究成功应用干细胞疗法延缓小鼠亨廷顿氏病进展
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近日，研究人员成功地利用健康人类脑细胞延缓了亨廷顿氏病小鼠模型的疾病进展，缓解了疾病症状。相关研究结果发表在国际学术期刊Nature Communications上，这项研究为治疗亨廷顿氏病提供了一个新方法。
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1 k. k. y  K; D# C) K( a在这项最新研究中，研究人员利用胚胎干细胞以及从脑组织中获得的神经胶质祖细胞进行了一系列实验，他们将分离得到的细胞植入亨廷顿小鼠模型的纹状体，与之前研究结果一致，研究人员观察到神经胶质祖细胞分化形成的星形胶质细胞逐渐替代了原来的神经胶质细胞，这样小鼠就同时存在了自身的神经元细胞和健康的人类神经胶质细胞。研究表明人类神经胶质细胞能够使小鼠的神经元细胞保持更加健康的状态，并且还可以延长小鼠的存活时间，小鼠的行为，记忆和运动能力也表现得更好。（Nature Communications, doi:10.1038/ncomms11758）& o4 N. T" _  c' ?( {: Z9 T, _" i

' _5 N+ z& r' E, M& y' g& b12. Cell Stem Cell：华人科学家找到改变干细胞多能状态的“命运转换器”4 W% a$ |! T$ B2 Z* R7 n* q
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近日，来自美国西奈山医学院的华人科学家Jianlong Wang在国际学术期刊Cell Stem Cell上发表了一项最新研究进展，他们通过研究发现了调节干细胞多能性状态转换的关键分子，对于未来应用干细胞开展再生医学治疗提供了新基础。
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在这项研究中，研究人员对小鼠胚胎干细胞进行了comparative RNA-seq分析，对与原始态多能性和始发态多能性状态相关的多能干细胞命运（PCF）基因特征进行了定义。研究人员发现Zfp281作为始发态多能性状态下一个关键的转录调控因子会阻碍细胞获得原始态多能性，这种情况在小鼠和人类胚胎干细胞中都存在。
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研究人员从分子机制上进行了深入研究，他们发现Zfp281能够与Tet1以及它的直接转录靶标miR-302/367发生相互作用，负向调控Tet2表达帮助建立和维持始发态多能性。与之相反，Tet2的异常表达能够有效驱动始发态细胞形成原始态多能性。
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  s5 I9 i5 T7 {1 T这项研究表明Tet1和Tet2在调节干细胞获得不同多能性状态方面具有相反功能，而Zfp281能够通过调节Tet2表达影响干细胞的多能性状态，该研究为获得原始态多能干细胞以及应用干细胞进行再生医学治疗提供了重要信息。（Cell Stem Cell, doi:10.1016/j.stem.2016.05.025 ）8 H; _" x9 Q7 n
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13. Cell Stem Cell：发动造血干细胞的增殖“引擎”需要一关键分子+ V% ~6 I" B) R& H, g: }

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近日，来自日本的科学家们发现在骨髓移植等应激情况下，造血干细胞和祖细胞内（HSPC）的p38MAPK能够激活嘌呤代谢推动细胞进入细胞周期促进细胞增殖，从而对应激产生应答反应。该研究加深了人们对于造血应激情况下造血干细胞和祖细胞内代谢活动如何变化以及细胞增殖如何启动的认识。
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! s6 c8 R1 r- C在这项最新研究中，研究人员报告称他们发现p38MAPK家族中的一个成员p38α在小鼠应激造血过程中启动造血干细胞和祖细胞（HSPC）的增殖方面发挥重要作用。研究表明在受到应激后，HSPC中的p38MAPK会立即被磷酸化，促进HSPC进入细胞周期。而条件敲除p38α会导致应激造血过程的损伤，造成HSPC增殖启动被延误。9 j7 @, D  e. u0 G/ n
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研究人员还从机制上进行了探讨，他们发现p38α信号途径能够增加HSPC中一种叫做肌苷-5`-单磷酸脱氢酶2(IMPDH2)的分子的表达，导致氨基酸和嘌呤相关代谢物水平发生变化，同时还会在体内和体外情况下下改变细胞周期进展。（Cell Stem Cell, doi:10.1016/j.stem.2016.05.013 ）8 O4 D; @/ [1 L3 {
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14. Cell Stem Cell：科学家揭示线粒体如何影响干细胞特性和命运决定
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  G) Z% p) f3 x+ l近日，来自加拿大渥太华大学的研究人员发现线粒体动力学能够通过调控核转录编程影响干细胞特性及命运决定。这为深入理解因干细胞异常导致的疾病的机制，找到相应治疗方法以及如何维持干细胞干性提供了重要信息。相关研究结果发表在国际学术期刊Cell Stem Cell上。" R8 _6 r$ j/ E; }8 x# ^
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在这项最新研究中，研究人员发现线粒体动态学能够调控干细胞的特性，自我更新以及命运决定，这种调控作用是通过协调一系列基因的转录编程而实现的。研究人员发现通过敲除OPA1或者MFN1/2改变线粒体结构会损伤神经干细胞的自我更新，随后还会带来衰老依赖的干细胞耗竭，神经元生成障碍以及认知能力损伤。
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& V0 m& P9 l+ b' Z% c9 f# i为了找到线粒体结构变化导致干细胞损伤的原因，研究人员进行了基因表达谱分析，结果表明干细胞自我更新抑制分子Botch以及促进未成熟细胞发生分化的转录因子都存在异常表达。研究人员提出线粒体动力学发生改变能够调节干细胞命运决定，而这一过程是通过驱动ROS介导的生理学过程来实现的，该过程会触发两种不同的转录编程，既可以抑制干细胞自我更新又会通过NRF-2介导的逆行信号途径促进干细胞分化。（Cell Stem Cell, doi:10.1016/j.stem.2016.04.015 ）3 _% O/ A: d- I1 D/ v7 c0 m
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15. Cell：中科院等发现逆转人类干细胞衰老的关键通路$ j) ]# x0 S- X+ Z  T

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# d) H" T9 r" T8 Z( y) Y1 Q# [- J0 l人为什么会衰老？衰老的决定性因素是什么？衰老的进程能否被干预？延缓衰老是否可以减少衰老相关疾病的发生？面临全球人口老龄化的严峻形势，揭示衰老的生物学机制并寻找实现健康老龄化（healthy aging）的途径变得尤为紧要。
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中国科学院生物物理研究所刘光慧实验室与美国国立卫生研究院（NIH）国家癌症研究所Tom Misteli研究组合作，通过筛选具有逆转人类细胞衰老潜能的基因，发现转录因子NRF2（NF-E2-related factor 2）介导的细胞抗氧化通路的紊乱是导致细胞衰老的驱动力。进一步，通过筛选具有激活NRF2通路功能的小分子化合物，发现一种用于治疗脂肪肝的NRF2激动剂奥替普拉（Oltipraz）可以延缓间充质干细胞衰老的进程，并提高其体内活性。该研究成果于6月2日以Article发表在Cell杂志。
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研究人员结合高通量RNA干扰筛选和高内涵生物成像，获得了NRF2抗氧化信号通路可以直接调控儿童早衰症细胞衰老这一线索。研究表明，异常表达的progerin与转录因子NRF2结合，并将其捕获锁定在细胞核膜上，使之无法正常激活下游抗氧化基因的表达，引起细胞的慢性氧化应激。在年轻的正常间充质干细胞中抑制NRF2的活性可以模拟儿童早衰症的多种加速衰老的细胞缺陷，而在儿童早衰症患者诱导多能干细胞（iPSC）衍生的间充质干细胞中重新激活NRF2可以有效逆转细胞加速衰老的表型。（Cell, doi:10.1016/j.cell.2016.05.017）
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16. ASCO2016：两次自体干细胞移植更有效治疗高危视网膜母细胞瘤儿童患者( P% n5 m7 O" p; v$ f& k

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! v+ z; K' M; z- O根据一项III期临床试验的结果，对高危视网膜母细胞瘤儿童患者进行两次自体干细胞移植要比接受单次自体干细胞移植在三年后更可能没有癌症。这项临床试验是由来自美国达纳-法伯/波士顿儿童与血液疾病中心（Dana-Farber/Boston Children's Cancer and Blood Disorders Center）和西雅图儿童医院的研究人员领导的。它的研究结果已在2016年美国临床肿瘤学会（American Society of Clinical Oncology, ASCO）年度会议上发布。
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. }7 i' L- d% d* F) n7 I研究人员发现，这种最初是由美国达纳-法伯/波士顿儿童与血液疾病中心的研究人员在二十世纪九十年代开发的双次移植技术，当与随后的免疫治疗药物配合使用时，会产生更好的治疗结果。  R" x5 w: A% R7 c! I- o

( v8 [/ h0 K' g4 W6 b3 E! [" a! k8 ?在治疗完成三年后，61.8%的这些接受两次自体干细胞移植---利用他们自己而不是供者的干细胞进行移植---的患者仍然存活，而且没有癌症，相比之下，对接受单次自体干细胞移植的患者而言，这一数字是48.8%。; |- K+ R! o! e$ S9 x" A9 p( S

3 s  V+ b) o9 ?3 Q6 C( J17. Adv Healthcare Mater：英国科学家开发出新型含有干细胞的生物墨水可3D打印软骨
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日前，英国布里斯托大学（University of Bristol）的科学家们开发出了一种新型的生物墨水，据称这种墨水最终可能3D打印出可作为手术植入物的复杂组织。
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0 o# t/ B/ a. M+ d! \8 o这种含有干细胞的生物墨水可以用来3D打印活组织，也就是我们常说的生物打印。0 v+ ]& L4 P# o" I$ F. G
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据了解，这种新型生物墨水包含两种不同的聚合物成分：从海藻中提取的天然高分子材料和可用于医疗行业的损耗型合成聚合物，而且这两种成分都能够发挥作用。其中合成聚合物可以在温度升高时将生物墨水从液体转化成固体，而海藻中的提取物则在引入细胞营养时为其提供结构支持。
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目前该团队已经能够将干细胞分化为软骨细胞（即可以分泌骨基质的细胞）和成骨细胞（可以分泌软骨基质并嵌入其中的细胞），从而可以在5周内开发出3D打印组织结构，包括一个全尺寸的气管软骨环。（Advanced Healthcare Materials, doi:10.1002/adhm.201600022）) ~( j+ y  `& r5 b  o! G

- ?- @7 T: k$ `18. Stem Cells Trans Med：神经干细胞有助找回遗失的记忆：或能取自皮肤
3 k  |+ B* y+ U9 O即便是成人的大脑，其可塑性也比人们原本想象的要强很多，但随着年龄的增长，不少人最终也难免罹患痴呆和认知功能缺失等疾病。不过，美国科学家最新研究表明，未来有望利用神经干细胞再生人脑细胞，帮助恢复记忆。" F  b1 L8 C( F! ?

2 @3 i* z; K/ |% w3 m据每日科学网站报道，最近，美国再生医学研究所副主任阿什克·谢蒂及其团队将提取的神经干细胞移植到海马体中，发现其帮助恢复了记忆。相关研究发表在《干细胞转化医学》杂志上。
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据谢蒂介绍，海马体在学习、记忆及情绪控制方面具有重要作用，但随着年龄增长体积会不断缩小，导致记忆力明显下降。大脑中老化的海马体也会出现慢性炎症等与年龄相关的退行性病变。6 e$ F* p$ x1 k' B6 a( V) k1 T

  ], q6 k7 C" s# K# {8 K9 J该团队最新研究发现，将神经干细胞移植到年轻动物的海马体和年老动物的海马体中获得了同样的效果。这些移植的神经干细胞不仅活了下来，而且还能分化、再生，这有助于治疗与年龄增长相关的神经退行性疾病。% ^  j* F. I& ^6 N; G3 b2 T( J: z- w

- X+ ?+ \0 O* {; ~+ @谢蒂表示，相比胎儿神经元，神经干细胞等多能干细胞能忍受移植过程中大脑微环境缺氧和创伤，从而取得比间接核分裂或相对成熟神经元更好的效果。在中风及大脑创伤条件下，神经干细胞同样可以反馈受伤信号并取代一些丢失的大脑皮质神经元。（Stem Cells Translational Medicine, doi:10.5966/sctm.2015-0270）8 w( m( D# j" z* D
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19. 日本用iPS细胞成功制作出高安全性心肌. O7 _+ M# S& w3 v

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6 x1 m$ A' I4 g日本庆应义塾大学医学部研究小组最近成功用人体人造多功能干细胞（iPS细胞）制作出几乎不必担心癌变的高纯度心肌细胞。用此心肌细胞直接向心脏注射移植即可期待心脏功能的有效恢复，研究小组将针对严重心力衰竭患者进行临床研究。
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通常iPS细胞培养过程中会残留部分未完全成长的未分化细胞，带来癌变的风险。此前，庆应义塾大学医学部的研究组通过用心肌特有能量源的乳 酸取代培养液中细胞主要能量源葡萄糖的方法，成功制作出高纯度的心肌细胞。本次研究发现，谷氨酸与葡萄糖一样，也是人体细胞的能量源。在人体iPS细胞培 养时，将谷氨酸和葡萄糖一并去除，可制作出未分化细胞残存率低于0.001%的高纯度高安全性心肌细胞。（生物谷 Bioon.com）